Wasserstoffkatalyse in Mikroalgen

Hydrogenasen in Grünalgen katalysieren die Abgabe von Wasserstoff. Wie läuft das auf molekularer Ebene ab? Isotopenmarkierung und Infrarotspektroskopie helfen, diese Frage zu beantworten.

Die Industrie stellt H₂ aus Erdöl und Erdgas her. Eine Alternative ist die biologische Wasserstoffproduktion, etwa durch Bakterien¹⁾ oder photosynthetische Mikroalgen.²⁾

Dass Grünalgen Wasserstoff produzieren, beschrieb erstmals Hans Gaffron in den frühen 1940er Jahren.³⁾ Zusammen mit Tim Stuart wies Gaffron 30 Jahre später nach, dass Photosynthese und Wasserstoffmetabolismus direkt gekoppelt sind.³⁾ Ihre Arbeit prägte den Begriff photobiologische Wasserstoffproduktion. In den 1990er Jahren erschloss das Team von Tasios Melis das volle Potenzial der Grünalgen wie Chlamydomonas reinhardtii für die Wasserstoffproduktion, indem sie die Anzuchtbedingungen veränderten.³⁾

Auf molekularer Ebene sind die für den Wasserstoffmetabolismus verantwortlichen Enzyme, die Hydrogenasen, seit den 1930er Jahren bekannt,³⁾ die ersten Kristallstrukturen veröffentlichten Inokuchi und Kollegen jedoch erst Ende der 1980er J

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